Examen d'énergies renouvelables et efficacité énergétique 2012

Présentation de l'épreuve d'énergies renouvelables

Ce document est un sujet d'examen universitaire destiné aux étudiants de deuxième année de Master mention Professionnelle, Ingénierie et Énergie (PIE), spécialité énergies renouvelables et efficacité énergétique de l'Université Paris-Sud Orsay. Établie pour une durée de trois heures, cette épreuve s'articule autour de plusieurs parties indépendantes couvrant la thermodynamique appliquée, l'énergie solaire thermique et l'aérogénération.

Structure et grands thèmes abordés

Le sujet est divisé en plusieurs parties distinctes permettant d'évaluer les connaissances théoriques et pratiques des étudiants dans des domaines clés de la transition énergétique :

• Pompes à chaleur : Analyse d'un cycle thermodynamique de PAC, calcul et comparaison des coefficients de performance (COP), étude d'un système de chauffage réel et évaluation des émissions de gaz à effet de serre par rapport à d'autres solutions énergétiques comme les chaudières au gaz ou au fioul.
• Insolation et production thermique d'un capteur plan : Étude géométrique et radiative d'un capteur plan sans vitrage à une date et une heure données (solstice d'été à midi), calcul des composantes directe et diffuse de l'éclairement, établissement du bilan thermique, linéarisation de termes radiatifs, calculs itératifs de température d'équilibre et détermination du rendement global.
• Aérogénération et éoliennes : Rappel sur le coefficient de puissance d'un rotor éolien, modélisation monodimensionnelle de la poussée axiale, relation entre coefficient de poussée et facteur d'induction, et étude simplifiée de la production d'un petit parc éolien en tenant compte du régime de Betz.

Modalités et consignes pour les étudiants

L'examen requiert l'utilisation d'une calculatrice et autorise l'ensemble des documents personnels, cours, TD et ouvrages. Il est recommandé de répartir le temps de composition entre la partie éolienne et la partie consacrée au solaire thermique et à l'efficacité énergétique, en rédigeant les différentes parties sur des copies séparées.

Intérêt pédagogique pour les révisions

Ce sujet d'annales constitue un support de travail pertinent pour s'entraîner aux calculs de dimensionnement en énergie solaire, comprendre les cycles thermodynamiques des machines frigorifiques ou pompes à chaleur, et manipuler les bases de l'aérodynamique des éoliennes. Les exercices font appel à des compétences variées allant de la modélisation mathématique et la résolution itérative jusqu'à l'analyse critique de données environnementales.

Questions fréquentes

À quel niveau d'études s'adresse ce sujet d'examen ?

Ce sujet est destiné aux étudiants en deuxième année de Master (Master 2) au sein de la spécialité PIE (énergies renouvelables et efficacité énergétique) à l'Université Paris-Sud Orsay.

Quels sont les principaux chapitres évalués dans ce document ?

L'épreuve évalue les pompes à chaleur et les bilans carbone associés, le rayonnement solaire et le bilan thermique de capteurs plans non vitrés, ainsi que la théorie de l'aérogénération pour les éoliennes.

Est-ce qu'une correction détaillée est fournie avec le sujet ?

Non, le document fourni correspond uniquement au sujet d'examen original proposé lors de la session de mars 2012.

Testez vos connaissances

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